DE2027333A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Unter suchen von Stoffen mittels Ultraschallimpul - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Unter suchen von Stoffen mittels UltraschallimpulInfo
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Description
PATENTANWALT
. β MÜNCHEN «I
München» .d®n
Hein Zeichen: 45 -
Beschreibung
zn der Patentanmeldung der Firma
Realisations ültrasoniques SoAo, 9t Chaussee de Paris
7 7^Villenoy="leE
Frankreich
Frankreich
betreffend --· - -
Verfahren und Vorrichtung zum Untersuchen von Stoffen mittels Ultraschallimpulsen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Untersuchen von Stoffen, die Diskontinuitäten enthal~
ten, mittels Ultraschallimpulsen»
Bei Anwesenheit von Hindernissen oder Diskontinuitäten
in der Bahn von akustischea Wellen entstehen H@flexionenf
Brechungen und Beugungen. Eb sind zwei Verfahrsa bekannt
zum Untersuchen derartiger Stoffe» nämlich .das am häu-figsten
verwendete Reflexionsverfahren sowie das Transmissions
verfahren. '
Bei der Untersuchung eines Stoffes werden im allgemeinen mit möglichst hoher Genauigkeit die lage* die Gestalt"und
009882/U08
kanu also die Messung von Sicken, ψ on Höhen ©der Bmttemnm·*»
gen oder auch die /-«ffiaduag ¥oa Hisdsoiieseja und von dersB
Beschaffenheit uad Eigenschaftea betreffen»
aitiele Ultraschall gsbea im- allgemeines aur- eisa© grobe
Äbeohätsuag der GE1OBe sines Hiaderaisses ©der ela^XtiakoB-"
timiität. 8is begaiigen sich alt des? Messung der in Richtung
dsr Empfängersoade reflektierten "akustischen Energies wofesi
diees Sonde im allgemeinen auch als Sender'dient, und
wobei die Amplitude der Echosigaale am häufigsten als Ausleakusg
auf dem Scfeins eines Kathodenstrahl^ohres apgeaeigt
wird.
Dies Verfahren gründet sich auf die gang grob© Imaalme^
iai dia" Stärke des Echosignals!"mar vosa i®a Abmessungen äes
Hinäeriiisses abliäugto Bb führt gu beträchtlicfesa Fehlern,
iaab@soniere sobald äie Orientiaruug d©@ HiHdeEiaisses in
Bezug auf da® Ultrasetailbräöel trjestBtlich voh @In@r
malen Lage abweichte Praktisch führt öigses klassische
fatersn nicht ^u eiaer geaaisea BestiMiuag der
unfi üev ?orm des
Des? Frfindung liegt die Aufgabe sp.groBd@9 ©in ferfaltrea
diese GröSea au best issues gestattet
Bi© Erfinöung geht davoa arap dal .aJsastisehe Impuls©
eier Clruppeii von alustischeii Impylsera mit einer fielsalil
von unterschiedlichen yrequeBskompoaeaten auf dae %n untersuchende Hindernis gerichtet werden «rad daß die öiarch'
das Hiadernis hindurchgelangtera oder voa diesem rafl©ktier=·
tsfä V.'ellen ihrer*Amplitude naoh gemessen i^erd@as «©bsi die
009882/ U06
BAD ORIGINAL
■ .-■ . ■ 202733:
Χ,ο'β-ung-dadurch gegeben ist, daß die relativen Amplituden
der verscbiedenen 'Frequenzkompo.nenten der einseinen Impulse oder der Impulsgruppe!! gemessen werden..
BIe relativen .Amplituden übt verschiedenen Frequenzkomponenien
das Echosignalsvon einem Hindernis oder einer Diskontinuität bilden eine sogenannte übertragungsfunktion
des Hindernisses. Dieses übertragungsfunktion ist miusakteristiseh
fUr jede Art von Hindernis und hängt insbeson- . eiere voa der Gestalt, den Abmessungen und der Orientierung
desselben ab. Sie-können jedoch wie dieEigenschaften der
Sonde von der Frequene abhängig sein, und demnach einen .
schädliche« Einfluß.auf «ils relativen Amplituden der einseifen
Frequenskoaponenten''des Stehosignales aufweisen, so
daß es günstig ist, diesen Frequenzgang in der elektronischen
Bapfangseetmltung aüeeugleiehen, so daß der Frequenzgang einen vorgegebenen Gesetz folgt, weiches genügend einfach
ist, so daS sich die genaue Übertragungsfunktion eines
beliebigen Hindernisses durch leichte Korrekturen ermitteln läßt.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand seh esatischer Zeichnungen an mehreren Aueführungabeispielen beschrieben, die
sich der Einfachheit halber auf dae Reflektionaverfahren beziehen, obwohl die Erfindung sich bei dem Transmissionsverfahren
in gleicher Weise anwenden läßt. J=b let insbesondere auch Bezug genommen auf die Feststellung von Fehlem
in mechanischen Teilen im Sinne einer serstdruiigefreien
Werkstoffprüfung.
Fig.1 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung, nach .
der Erfindung;
Fig.2,3,4,7 und 8 zeigen die Wirkungsweise der Vorrichtung
nach Fig.1;
009882/H06
BAD
Pig.5 let ©im
Fig„6 seigt Kurreöfornea zur Veraaschaulictaag
Wirkungsweise ier forrlchtuag raaeh Pig«,5
Die Vorrichtung »ach Fig.1 uiaf©St ©inen HJhrimp«lsg©ber I9
dsr einen Sender 2 für kwrses wiederkehrend© elektrisch®
Signal· steuert, die jeweils die Form vom Hochfr@qu©HZ~
sehwingungss&Ügea haben« Diese Sehwiugungszüge werdea von
einem Oszillator 3 geliefert^ der selbst wieder durch einen
Generator 4 frequenzmoduliert ist, welcher ebenfalls von dem Uhriapulsgeber 1 gesteuert wird»
Di© vosa dem Sender 2 euegeeandten kurzen wiederkehrenden
Signale erregen einen Ssnids-Bapfangswandler 5» der in folgenden
als Impulsöonde b€^€ichB@t ist.
Fig®2 u®igt die Geatalt der Impulse a ale
Sa sei zum Beispiel angenommen, daß das Modulationssigiial
b Sägezahnform hat unä die Frequens des OBSsillatora .3 zwisehen
einem minimalen Wert voa 1 MHZ und einen maximalen
Wert von 5 MZ äßäem kann» Der Sender 2 zerhackt diese
Hochfrequensschwingußg la modulierte impuls© ae Diese enthalten
mehrere SchwingusgOTj, und die Breite derselben ist
klein gegenüber der lüodul&tionsperiode, zum Beispisl kommen 100 Impulse auf eine !!©äulationsperiod© voa 100 las
Dauer« Bei dem AuefUhruagsbeispiel ändert sieh äi© Frequeeslinle
a um 40KKZ voa einem Impuls zum nächsten„ E@
kano jedloeh auch iTgen&eine ander© Abhängigkeit vorgesehen
sein.
Die Ausführung der Bauteile 1 bis 4 ist an sich bekannt
und daher nicht näher beschrieben· Der Oszillator 3 kann
außerdem direkt durch den Uhrimpulsgeber 1 frequenzmoduliert
sein.
Die von dem Hindernis gebildeten Ultraschallechosignale
und die von einem Vergleichshindernis reflektierten Echosignale, welches zum Beispiel ein fehlerfreies Werkstück .
sein kann, werden von ^er Impulssoßde 5 empfangei3. und in
elektrische Signale umgewandelt, die iß einem Verstärker 6 verstärkt werden. Bs 1st ferner ein Korrekturverstärker 7
vorgesehen.mit einem vorbestimmten nichtlinearea Frequenzgang,-
der von der Ausgangsspannung äea Hodulationsgenerators
4 abgeleitet ist und an eine Stelle des Verstärkers, eingespeist
wird. Biese Spannung bewirkt, daß der Verstärkungsfaktor
des Verstärkers 6 sich nach einer gegebenen Gesetzmäßigkeit als Funktion der Frequenz der Sondenimpulse ändert»
Diese (JesetzmäBigkeit ist vorzugswerte derart, daß das Ba-.
zugshindernis, welches etwa eine große Abmessung hat «ad
normal zu dem der Impulssonde empfangenen Ultraschallbündel
liegt, eine Ausgangsapannung aa Verstärker 6-ergibt, deren
Amplitude für sämtliche empfangenes Frequenzen konstant ist.
eine derartige Korrektur durchgeführt ist, läßt sich
zeigen, daß für ein Hindernis mit kleinen Abmessungen gegenüber dem Querschnitt des Ultraschallbündels und mit einer normalen Lage (im mathematischen Sinne) zu demselben sich
ein Signal ergibt, dessen Amplitude nach niedrigen Frequenzen hin abnimmt, wobei diese Abnahme umso größer 1st, je
kleiner die Abmessung des Hindernisses ist. Für ein kleines,
jedoch gegenüber dem Ultraschallbündel geneigtes Hindernis durchläuft die Ausgangsamplitude des Verstärkers
6 ein Maximum, welches sowohl von der Abmessung als auch
von der Neigung des Hindernissee abhängt»
009882/14 06 bax>
Die autoisatisehe lfisretäi?kuagi©
ermögliefet schließlich die ül>tr@naiaag ä^r übertragungsfunktion ei?ä@© Üaöi3?ni©s©s ¥οκ den chen Einfluss on eiiae:? >jid@2?arjg der Eigenschaftea ü<bt la« pulesonde selbst als Funktion ä®r Fr©qa©agc ©twa d®@ Ein« fltissea des ÜTbert ragung sf afc tors und der Hie&twiskuHg.. Es lassen sich Hatllrlich auch asäer® Kö^sektusm'ögllQhkQit^n anwenden, um diesen schädlich©a Elaflui aasgöschialtesie
ermögliefet schließlich die ül>tr@naiaag ä^r übertragungsfunktion ei?ä@© Üaöi3?ni©s©s ¥οκ den chen Einfluss on eiiae:? >jid@2?arjg der Eigenschaftea ü<bt la« pulesonde selbst als Funktion ä®r Fr©qa©agc ©twa d®@ Ein« fltissea des ÜTbert ragung sf afc tors und der Hie&twiskuHg.. Es lassen sich Hatllrlich auch asäer® Kö^sektusm'ögllQhkQit^n anwenden, um diesen schädlich©a Elaflui aasgöschialtesie
Die itisgangBsigaale des Verstärkers 6 g@Iasgen as eine
Iiapulsformschaltuag 8„ die eine Integration mit nachfolgender
Begreazung ausführt, so daß Bechteaksignale am
Ausgang entstehen, deren Br©ite proportional zur Aiiplitude
der Ausgaagssignal© i@s feraitärkers 6 sind.
Dieee Hechteeksignale steutna die Hslligkoiiselektsode 9
Die Horizontalablenkung der Kathodenstrahlröhre and@n
Alblenkplatten 11 wird durcii eimen Sägezahngenerator 12
gesteuert, der von dem Uhrimpulsgeber 1 ajachroßiaiert
wird. Jede Horizontalablenkung beginnt also bei der Äue«
sendung ©Ines Impulses. Ss sind ferner Einrichtungen vorgesehen,
um lediglich die ersten Echosignale jedes Empfange zyklus auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre anzuzeigen,
(nicht dargestellt)*
Pie Horizontalablenkung mittels ö©r Ablenkplatten 1-3 srfolgt
d&rch einen Generator H9 <äer durch die Hodialatlons·=·
spannung synchronisiert isJirdL Dieser Ganeratoi? argsiagt ei-=
ne Stufenepannungg wobei jede Stufe ®iaer
chen Horizontalablenkung entsprichto Biese
wird derart eingestellt, dsl di@ ho2?isoEitaleja AIbl©rakseiles
fortlaufend über eil© gesatste Höh© fies Sskiraieg!
wertes9 i-isna die f^lige^f^sqwepg ψQn ©ia©a
aoierea fortschreitet0
V'ährend einer Horizontalablenkung wird das Echosignal in
Form einer horizontalen Lichtspur, deren Längs proportional
zur Amplitude des Ausgangsaignales des Impuleformers 8 ist,
aufgezeichnet. Die Entfernung vom Ausgangspunkt der Horizontalablenkung
ist proportional zur Entfernung zwischen der Impulssonde und dem Hindernis.
Während der Modulationsperiode verschiebt sich die Horizontalspur, während die Breite sich als Punktion der Ordinate
ändert. Bei genügender Nachleuchtdauer der Kathodenstrahlröhre entsteht auf derselben also ein vertikales Band, welches
eine Darstellung der übertragungsfunktion des Hindernisses
bildet. Hierfür reicht es» daß das BezugahIndern is
ein einfach geformtes Band ist, mit dem sich die Bänder der
zu messenden Hindernisse leicht vergleichen lassen. Bei der
beschriebenen Ausfuhrungsform weist das Bezugsband a eine
gleiche Breite Über seine gesamte Höhe auf.
Das Band b entspricht einem Hindernis mittlerer Abmessungen,
welches normal zu dem Ultraschallbündel ausgerichtet ist.In diesem Teil nimmt die Amplitude des Echosignals mit
zunehmender Frequenz zu.
Das Band c entspricht einem sehr kleinen Hindernis. Die bei sehr tiefen Frequenzen empfangene Energie liegt unterhalb
der Anzeigeschwelle des Eiapfangsweges.
Das Band d entspricht einem gegenüber dem Ultraschallbündel geneigten Hindernis mittlerer Größe* Bei tiefen Frequenzen
ist die zur Impulssonde gelangende ühergie sehr
schwach wegen der geringen Abmessung des Hindernisses in
Bezug-auf die Wellenlänge. Die Energie steigt jedoch mit
wachsender Frequenz. Fü_· sehr hohe Frequenzen wird die
Richtwirkung der reflektierenden Quelle derart, daß keine pnergie mehr in Richtung der lopulssonde übertrager- wird.
009882/U06
Fie Fig. e entspricht einem sehr stark geneigten Hindernis»
rine mathematische Untersuchung der genauen Form der •Übertragungsfunktionen
für die einseinen Hindernisse ist natürlich Bchwierig, jedoch läßt sich ein Katalog von Bildern
für charakteristische Hindernisse aufstellen, aus dem durch einen Vergleich schnell die entsprechenden Größen eines
Hindernisses gefunden werden.
Ein besonderer Fall liegt darin, daß Hindernisse sehr eng beieinander liegen, so daß die Entfernungen zur Sonde sieh
nur unwesentlich unterscheiden,, so daß die reflektierten
Impulse interferieren» Hierbei überlagert sich das ßide des
von dem nächstgelegenen Hindernis reflektierten Impulses mit dem -Anfang äes vom weiter entfernten Hindernis reflektierten
Impulses. Je nach der Phase der interferierenden V.eilen ergibt sich eine Vergrößerung oder eine Verringerung
der Amplitude der Echosignale in der Interferenzzone,
V/enn sich die Sondenfrequenz ändert, ergibt sich eine Reibe
von Maxima und Minima,, die auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre
als Modulation der Breite des Eandes sichtbar wird (Fig.3 f). Die vertikale Entfernung zwischen Ewei'benachbarten
Maxima ist ein genaues Maß für die Entfernung der beiden Hindernisse voneinander«, Liese Technik läßt s ich
auch bei der lickeninessung von Wänden anwenden.
Eine Weiterbildung der Vorrichtung nach Fig.t besteht darin, daß die Helligkeitsmodulation des Kathodenstrahls ganz oder
teilweise durch eine Modulation geringer Amplitude ersetzt ist, die der Modulation der Vertikalablenkung proportional
zur Frequenz überlagert.ist φ Hit anderen Worten wird das
Ausgangesignal des Verstärkers 6 nach geeigneter Dämpfung
an die Ablenkplatten 13 £31^^. Auf dem Bildschirm erscheint
d^nn eine Daratellur,,j entsprechend Fig„4, die die
innere Struktur dea untersuchten Werkstückes deutlich wie-
009882/1406
BAD ORIGINAL
dergibt. Die Darstellung nach der Figur ist scheinbar reliefartig.
Eine andere Weiterbildung besteht darin, die Aufeinanderfolge der Sondenimpulse zusammen mit der Trägerfrequenz au
ändern, hierfür genügt esy den Uhrimpulsgeber durch die
Modulationsspannung zu beeinflussen, was in Pig.t durch
die gestrichelte linie zwischen dem Ausgang des Generators und dem Uhrimpulsgeber 1 dargestellt ist.
Die Taktfolge der Impulse muß so hoch wie möglich sein, wenn
ein stabiles und leicht beobachtbares Bild erzeugt werden soll, wobei eine genügende Anzahl von linien aufgezeichnet
werden muß, wie sie für eine gute Umrißdarstellung des Bildes erforderlich sind, ohne daß spezielle Kathodenstrahlröhren
und komplizierte Schaltungen verwendet werden müssen.
Die Taktfolge ist durch das Auftreten von wiederkehrenden
Echosignalen begrenzt, welche auftreten, wenn man einen
Sondehimpuls aussendet, bevor die Echosignale der vorher
ausgesandten Impulse, die von Mehrfaohreflektionen in den
untersuchten Werkstück herrühren» genügend abgeklungen sind.
Wegen der Absorptionseigenschaften der untersuchten Werkstücke
werden die Ultraschallwellen umso schneller gedämpft, je höher ihre Frequenz ist. Die Taktfolge wird daher vorzugsweise umso größer gewählt, je größer die Trägerfrequenz
der Impulse ist.
Ohne Anwendung dieser Weiterbildung ist man gezwungen, eine
viel niedrigere Taktfolge entsprechend niedrigeren Frequenzen zu verwenden, wobei diese Taktfolge möglicherweise
zu klein ist.
009882/U06 BAD original
Eine andere Weiterbildung dar Vorrichtung nach Figur 1
besteht darin, daß dem Verstärker .6 uad dsr Impuls?ormschaltung
eine Ausblendeinriefatung 7 zugeordnet ist,, di@
mit dem Ausgang des Verstärkers 6 -verbuaden ist und di©
Vorder-.und Hinterflenken des- empfangenen Impulse ausbin»
den kann.
Eine derartige Ausblendschaltung umfaßt beispielsweise einen Monovibrator 8a, der von der Vorderflanke ©ines in
Verstärker 6 verstärkten Impulses nach einer kurzen Verzögerungjt
einer BC-Schaltung ausgelöst wird* Dadurch wird
ein Hechteckimpuls konstanter Breite erzeugt, der ein Satter
8b öffnet (Figur 7),
Fig.8a zeigt einen Empfangsimpuls nach Reflexion von einem
Hindernis, der nur einen Teil des Frequenzspektrums liefert. Man erkennt, daß dieser Impuls am Anfang und am Snde Übergangsverzerrungen
aufweist. Derartige Übergangsverzerrungen entstehen, wenn der ausgesendete Impuls variabler Frequenz
ein Spektrum mit Seitenbändern aufweist und wean das Hindernis
die Frequenzen der Seitenbänder bevorzugt reflektiert.
Der von dem Monovibrator 8a gelieferte Rechteekimpuls ist
in Fig»8b dargestellt. Die Dauer dieses Impulses ist so
gewählt, daß der an die Integrationsschaltung und Begrenzungsschaltung
8c gelangende Impuls keine Obergangsstörungen mehr aufweist, der durch die funktion der Vorrichtung
verbessert wird.
Die Ausblendschaltung 8a-8b kann fortgelassen werdenρ
wenn ein Wandler verwendet wird, bei ä@m die Send®impulseeitenbänder
von untergeordneter Bedeutung
Eins andere V/eiterTblldwsag <ä©r ¥©rrioliteing aaeii Figar 1 be
stellt darin, ä&B eier Ausgaan ü®& Verstärkers 6 mit
programmierten Rechner verbunden ist, der direkt die Abmessung und die Orientierung eines Hindernisses angibt«
Anstatt die Trägerwelle der wiederkehrenden Impulse in der
Frequenz zu modulieren, kann man auch wiederkehrende Impulse mit vielen Harmonischen als Heßsignal verwenden und die
Verzerrung dieser Signale nach Reflexion vom Hindernis analysieren.
Figur 5 zeigt eine Vorrichtung, die nach diesem Prinzip arbeitet.
Die Horizontalablenkung mittels der Ablenkplatten 21 der Kathodenstrahlröhre 20 wird von einem Sägezahngenerator
22 gesteuert, der durch den Uhrimpulsgeber 15 synchro
nisiert wird, der außerdem den Generator 16 für wiederkehrende Signale mit hohem Oberwellengehalt (z.B. Rechtecksignale) synchronisiert. Diese Signale erregen die Impulssonde 17, und die Fehosignale werden nach Verstärkung in dem
Verstärker 18 an die Vertikalablenkplatten 19 der Kathodenstrahlröhre geleitet.
Der Frequenzgang des Verstärkers 18 kann mittels einer regelbaren Korrekturschaltung 18a so verändert werden, daß
das Bezugshinderais auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre als Rechteckwelle erscheint.
Die damit verglichenen Hindernisse verursachen Darstellungen,
welche je nach ihrer Abmessung und ihrer Orientierung
variabel, jedoch leicht zu identifizieren sind.
Ein kleineres Hindernis ergibt zum Beispiel auf dem Schirm
ein durch Differentation des Anfangsimpulses a in Figur 6
deformiertes Bild, etwa den Kurverizug in Figur 6b oder den
Kurvenzug c für ein noch kleineres Hindernis. Fin geneigtes
Hindernis ergibt überlagerte Schwingungen und eine Abrundung der Flanken des Rechtecksignals durch Verlust der
tiefen und hohen Prequenzkomponenten (Figur 6d).
009882/1406
BAD
Bei einer automatischen Steuerung können die empfangenen Signale am Ausgang des Verstärkers 18 durch einen Frequenzanalysator
geschickt werden, der beispielsweise eine gewisse Anzahl Filter 23,24,25 in Parallelschaltung aufweist.
Die Auegangssignale der Filter können an eine numerische
oder Analogrechenschaltung 26 geleitet werden, die dann direkt die Abmessung (Anschluß 26a) und die Orientierung (Anschluß 26b) des Hindernisses angibt.
009882/1406
BAD ORIGINAL
Claims (1)
- Patentansprüche/1. Verfahren zum Ausmessen von Hindernissen und Diskonuitäten mittels wiederkehrenden Schallimpulsbündeln, wobei die von dem Hindernis hindurchgelassene oder reflektierte Energie gemessen wird/ dadurch gekennzeichnet, daß die relativen Amplituden der verschiedenen Frequenzkomponenten des empfangenen akustischen Signals analysiert werden.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die relativen Amplituden durch Vergleich «it den Amplituden der betreffenden Frequenzkompon.enttn eines von einem Bezugshindernis beeinflußten Signalee analysiert werden.3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein BezügenIndernis mit großen Abmessungen verwendet wird, welches normal zur Ausbreitungsrichtung der Schall' wellen angeordnet 1st.4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die das Bezugshindernis durchsetzenden Schallwellen als Bezug$signale verwendet werden.5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wiederkehrende Impulsgruppen ausgesendet werden, die eine variable Trägerfrequenz gemäß einer vorgegebenen Gesetzmäßigkeit haben, die innerhalb einer beliebigen dieser Gruppen variabel ist.009882/1406BAD ORIGINAL6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Impulse, invariabel sind.7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfolge der Impulse als Funktion der Trägerfrequenz verändert wird In der Weise, daß eine maximale Taktfolge aufrechterhalten wird, die mit der Schwächung der Mehrfachechosignale-verträglich ist.8. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrene nach Anspruch 5, mit einer Anzeigeeinrichtung zur visuellen Darstellung der empfangenen Signale in aufeinanderfolgenden Zeilen mittels einer vertikal', und horizontal ablenkbaren Schreibeinrichtung, wobei die horizontale Ablenkung durch die Aussendung der Ultraschallimpulse synchronisiert ist, gekennzeichnet durch eine Moduliereinrichtung zum Modulieren eines charakteristischen Parameters der durch die Schreibeinrichtung bewirkten Sarstellung und durch eine Steuerung des Modulators durch ein Signal, das eine Punktion der Amplitude der den empfangenen Schallimpulsen entsprechenden Signale ist, und daß eine Synchronisiereinrichtung vorgesehen ist zum Synchronisieren der Vertikalablenkung durch ein Signal, welches eine Funktion der Änderung der Trägerfrequenz 1st.9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigeeinrichtung eine Kathodenstrahlröhre verwendet 1st und daß der modulierte charakteristische Parameter der Aufzeichnung die Helligkeit darstellt, die als Punktion der Intensität der empfangenen Signale schwarz-weiß moduliert ist.0Q9882/14O6BAD ORIGINAL10» Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Amplitude der empfangenen Signale abhängige Signal ein Rechtecksignal 1st, dessen Breite der Intensität proportional ist.11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigeeinrichtung eine Kathodenstrahlröhre vorgesehen ist und daß der modulierte charakteristische Parameter die vertikale Ablenkspannung der Kathodenstrahlröhre ist, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß diese Ablenkspannung durch ein Signal moduliert ist, dessen Amplitude proportional zu den empfangenen Signalen ist.12. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Empfangsschaltung für den Empfang des* von de Hindernis beeinflußten Signales eine Einrichtung zur automatischen Frequenzgangkorrektur aufweist, die Ausgangssignale mit konstanter Amplitude bei Empfang der von einem Bezugshindernis beeinflußten Schallimpulse ergibt. ;13. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 12, gekennzeichnet durch Tre'nneinrichtungen (23,24,25) zum Abtrennen der verschiedenen Frequenzkomponenten der empfangenen Signale und durch eine Recheneinrichtung zum Bestimmen der Abmessung und der Orientierung eines Hindernisses aus den relativen Amplituden der Frequenzkomponenten«14. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Sender für einfach geformte Impulse aufweist.009882/1406BAD ORIGINAL15. Vorrichtung nach Anspruch S bis 14, gekennzeichnet durch eine Zusatzmeßeinrichtung zum Messen des vertikalen Abstandes aufeinanderfolgender Maxima und Minima bei der Anzeigeeinrichtung.009882/1406Leerseite
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
DE2641901A1 (de) * | 1975-11-06 | 1977-05-12 | Stanford Research Inst | Ultraschall-echobildeinrichtung und -verfahren |
WO1997042498A1 (en) * | 1996-05-03 | 1997-11-13 | Ultrafast, Inc. | A technique for eliminating ambiguity when making pulse-echo timing measurements |
Families Citing this family (23)
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---|---|---|---|---|
GB1482350A (en) * | 1973-09-17 | 1977-08-10 | Atomic Energy Authority Uk | Ultra sonic testing |
US3888238A (en) * | 1973-09-28 | 1975-06-10 | Univ Stanford | Ultrasonic blood vessel imaging system and method |
US3955405A (en) * | 1973-12-07 | 1976-05-11 | Automation Industries, Inc. | Ultrasonic NDT system with flashing display alarm |
US4028933A (en) * | 1974-02-15 | 1977-06-14 | The Board Of Trustees Of Leland Stanford Junior University | Acoustic microscope |
CA1050654A (en) * | 1974-04-25 | 1979-03-13 | Varian Associates | Reconstruction system and method for ultrasonic imaging |
US4106327A (en) * | 1977-11-22 | 1978-08-15 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Anisotropic determination and correction for ultrasonic flaw detection by spectral analysis |
US4167879A (en) * | 1978-06-06 | 1979-09-18 | Panametrics, Inc. | Method and apparatus for examining a solid |
US4322974A (en) * | 1980-02-05 | 1982-04-06 | New York University | Ultrasound scanner |
US4428235A (en) * | 1980-06-20 | 1984-01-31 | Hitachi, Ltd. | Non-destructive inspection by frequency spectrum resolution |
US4428237A (en) | 1980-11-13 | 1984-01-31 | Electric Power Research Institute, Inc. | System and method for measuring ultrasonic return signals |
US4393711A (en) * | 1980-11-13 | 1983-07-19 | Electric Power Research Institute, Inc. | Apparatus and method for ultrasonic detection of flaws in power plant piping systems |
JPS57179745A (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-05 | Fujitsu Ltd | Method and device for measuring material property by ultrasonic wave |
US4502331A (en) * | 1983-09-14 | 1985-03-05 | Southwest Research Institute | Method for ultrasonic inspection of turbine disc rims |
US5150712A (en) * | 1983-12-14 | 1992-09-29 | Edap International, S.A. | Apparatus for examining and localizing tumors using ultra sounds, comprising a device for localized hyperthermia treatment |
USRE33590E (en) * | 1983-12-14 | 1991-05-21 | Edap International, S.A. | Method for examining, localizing and treating with ultrasound |
US5143073A (en) * | 1983-12-14 | 1992-09-01 | Edap International, S.A. | Wave apparatus system |
GB8509836D0 (en) * | 1985-04-17 | 1985-05-22 | Rolls Royce | Transient stress wave events |
US5065761A (en) * | 1989-07-12 | 1991-11-19 | Diasonics, Inc. | Lithotripsy system |
US5461921A (en) * | 1993-07-13 | 1995-10-31 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Direct-sequence spread-spectrum ultrasonic testing device |
US6311565B1 (en) | 1999-01-11 | 2001-11-06 | Westinghouse Savannah River Company | Techniques and equipment for assessing the structural integrity of subterranean tower anchor rods |
AU2002313454A1 (en) * | 2001-08-17 | 2003-03-10 | Reinhard Lohmer | Method for the identification of objects such as coins, tokens, identification tags, keys etc |
WO2004020993A2 (en) | 2002-08-28 | 2004-03-11 | Wayne State University | System for infrared imaging by inducing acoustic chaos |
US20050050483A1 (en) * | 2003-08-25 | 2005-03-03 | Keller S. Brandon | System and method analyzing design elements in computer aided design tools |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2618968A (en) * | 1946-05-06 | 1952-11-25 | Robert A Mcconnell | Supersonic testing apparatus |
US2800789A (en) * | 1954-05-27 | 1957-07-30 | Sperry Prod Inc | Ultrasonic inspection device |
US2848891A (en) * | 1954-08-19 | 1958-08-26 | Gen Motors Corp | Apparatus for ultrasonic testing |
US3332278A (en) * | 1963-07-15 | 1967-07-25 | American Mach & Foundry | Ultrasonic flaw detection |
FR1390766A (fr) * | 1963-10-07 | 1965-02-26 | Automation Ind Inc | Procédé et appareil de contrôle des matériaux par ultrasons |
US3335602A (en) * | 1964-05-13 | 1967-08-15 | Stanford Research Inst | Apparatus for identifying bond defects |
BE705986A (de) * | 1967-10-31 | 1968-04-30 |
-
1969
- 1969-06-06 FR FR6918664A patent/FR2049304A5/fr not_active Expired
-
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-
1971
- 1971-03-01 US US00119474A patent/US3756071A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2641901A1 (de) * | 1975-11-06 | 1977-05-12 | Stanford Research Inst | Ultraschall-echobildeinrichtung und -verfahren |
WO1997042498A1 (en) * | 1996-05-03 | 1997-11-13 | Ultrafast, Inc. | A technique for eliminating ambiguity when making pulse-echo timing measurements |
US6009380A (en) * | 1996-05-03 | 1999-12-28 | Ultrafast, Inc. | Technique for eliminating ambiguity when making pulse-echo timing measurements |
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---|---|
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